那輛被馬斯克送入太空的特斯拉最終將去向何方?
編譯 | 張震
來源 | The Atlantic
作者 | Marina Koren
此刻,一輛顏色鮮亮的紅色汽車正漂浮在太陽系中。
我想你一定知道我說的是哪一輛,對的,就是那輛 2008 款的特斯拉 Roadster,搭乘埃隆·馬斯克 SpaceX 公司製造的重型獵鷹火箭(Falcon Heavy)進入太空的那一輛。
重型獵鷹火箭首發的目標,就是將這輛特斯拉送入地球和火星之間的橢圓形軌道,這輛汽車將和兩顆行星一起圍繞著太陽一直旋轉。在未來的某一天,從這個軌道出發,這輛特斯拉可能會被送到火星上去。
周二下午,這輛特斯拉汽車被安放在火箭的上部,六個小時後,汽車與火箭分離,成功進入預定軌道,此舉展示了美國太空探索的新實力。航天器上攜帶的設備展示了汽車和車中唯一乘客——一個人體模型的虛擬視頻。然後,SpaceX 切斷了視頻,上層發動機點火,給特斯拉提供了最後一下動力,將其送入預定的軌道。
最後一次點火後,馬斯克分享了特斯拉的位置。但與預想不同的是,這輛汽車正朝著小行星帶飛去。
馬斯克在 Twitter 上這樣寫道:
第三次點火成功。已飛離火星軌道,繼續朝小行星帶前進。——埃隆·馬斯克 2018/2/7
上圖顯示,SpaceX 已經計算了有效載荷的軌道,結果發現最後的引擎推力使得特斯拉的速度超過了預期。如圖所示的軌道似乎表明,這次推動導致汽車超過其最終目的地,並使其沖向火星和木星軌道之間的小行星帶,這是一個由小型岩石和塵埃組成的環,小行星帶中最大的天體是一顆叫做錫里斯的矮行星。
天文學家們迅速採取行動,試圖弄明白這一切,並在社交媒體上一起討論。但他們很快意識到,SpaceX 所提供的數據與軌道的圖片根本不匹配。
Andy Rivkin 是約翰霍普金斯大學應用物理實驗室一位研究小行星的行星天文學家,他說,「我們一致認為,馬斯克在推特上提供的數據是基於遙測技術獲得的,他們對此心知肚明。」
Jonathan McDowell 是哈佛-史密松森天體物理中心的一名天文學家,他曾一直在推特上不斷推送他所認為的正確軌道,他在周三發推稱,「馬斯克一直在說 Starman(特斯拉汽車上的人體模型)將會進入小行星帶,但我並不相信……」
馬斯克提供了特斯拉在軌道上的兩種位置信息,一個是汽車距離太陽最遠的遠日點,一個是汽車距離太陽最近的近日點。Rivkin, McDowell 以及其它的天文學家(也可能是任何對數學沒有恐懼心理的人)利用這兩個數據計算特斯拉的軌道周期。
但是,由於這個數據似乎中斷了,Rivkin 和其他人轉而依靠 Rob McNaught 進行獨立觀察的結果。Rob McNaught 是澳大利亞一名小行星觀察人士,它將特斯拉的數據都上傳到了網上。在周三午夜時分,他們的懷疑得到了證實。SpaceX 和 NASA 追蹤太陽系物體的噴氣推進實驗室系統提供的修正數據表明,原始圖像是不正確的。
正如馬斯克在推特上說的那樣,基於這個正確的數據,汽車實際上沒有到達小行星帶。
Starman 沒有到達行星帶,傷心。——Emily Lakdawalla 2018/2/8
Rivkin 表示,根據修訂後的數據,特斯拉需要 18.8 個月才能完成一次繞日飛行。這表示,汽車有一半的時間都位於離地球最遠的位置。每次飛行,特斯拉會穿過火星軌道兩次,從這點來講,馬斯克將特斯拉「送入」火星的願望達成了,只是每次訪問都要花費更長的時間而已。
Rivkin 說,新的數據顯示,最後一次推進後,航天設備每秒的飛行速度達到了 33.5 公里,比 SpaceX 將特斯拉送入預定軌道的速度多了 2.5 個百分點。
「我不知道是否他們是想試一下火箭的最大的推力,或者事情的進展的比他們預計的要好,還是有其它的因素,」Rivkin 說。「如果這是一個真實的火星任務,軌道錯誤將會是災難性的,無可挽回的。但是,它也有可能是想試一試它的極限,看一下會發生什麼事情,那就不是一個問題。」馬斯克的推特看起來好像在說特斯拉正在朝著小行星帶飛去,但事實上並不是。「馬斯克的言語模糊,」夏威夷大學研究天文學的博士後 Rob Weryk 在一封郵件中寫道。「航天設備仍離地球很近。」
Weryk 在追蹤太陽系中的異類物體方面有一定的經驗。去年十月,他是第一位發現星際物體奧陌陌(Oumuamua) 訪問太陽系的人,當時他正在夏威夷瀏覽泛星望遠鏡(Pan-starrstelescope)的數據。奧陌陌飛行的速度要比特斯拉快,現在可能正在飛向小行星帶。
如果特斯拉沒有到達小行星帶,那麼它的軌跡看起來將像是一個腫脹的大拇指一樣,其本身大小可以忽略不計。「單純從汽車的體積來看,在這個小行星帶中已存在數億到數萬億個類似大小的物體。」Rivkin 說。
汽車可能會與周圍的物體相撞,但概率並不大。「小行星帶很大,物體之間的距離遠比你想像的大得多。」Weryk 說。
這輛特斯拉反而更容易被宇宙中微小的塵埃擊中。「大概每年它都會被沙子大小的物體擊中,每小時會被 100 納米的塵埃擊中數次。」Rivkin 說,「平均來看,我們認為,每隔幾百萬年,它都會被拳頭大小的岩石擊中一次。」
不論現在特斯拉的正確軌道是哪個,它都不會永遠保持在這個軌道上。在太陽系,汽車會受到其它行星引力的影響。
「在汽車被撕成碎片之前,我猜測它的軌道會因受到木星以及其它作用力的影響發生改變——它的運行軌道會被拉伸,它將不僅會每 18.8 個月跨越火星兩次,還會跨越地球、甚至是金星或者水星,」Rivkin 說。「如果它足夠幸運不被其它行星或者月球擊中,等到數百萬年後,它將會飛向太陽,從而消失在太空中。」
在重型獵鷹火箭發射之前,馬斯克告訴記者,特斯拉在某一時刻會距火星「無比的近」。「但它擊中火星的概率很小。極其的小。」他說。
如果特斯拉躲避過了與火星或其它物體的碰撞,它將會在繞日軌道上運轉數億年。特斯拉在飛進望遠鏡的視野中時,如果雲層不是太厚,強大的泛星望遠鏡將會發現到它,Weryk 說。
基於這個正確的數據,如果他們現在還觀察不到,11 年後特斯拉接近地球時,他們可以再進行嘗試。天文學家追蹤小行星、彗星等近地物體是通過尋找這些物體所反射的太陽光。一個鮮亮的紅色轎車會比一個平淡無奇的岩石更加的明亮。


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